用于产生非热大气压等离子体的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于产生非热大气压等离子体的装置，其具有：第一压电变压器（1）、第二压电变压器（101）和被设计用于将输入电压施加到每个压电变压器（1、101）上的控制电路，其中施加到第一变压器（1）上的输入电压相对于施加到第二变压器（101）上的输入电压相移90°。本发明专利技术还涉及一种用于借助至少一个第一压电变压器（1）和第二压电变压器（101）来产生非热大气压等离子体的方法。

Apparatus and method for producing non thermal atmospheric pressure plasma

The present invention relates to a device for producing a non-thermal atmospheric pressure plasma having a first piezoelectric transformer (1), a second piezoelectric transformer (101) and a control circuit designed to apply an input voltage to each piezoelectric transformer (1, 101), wherein an input voltage is applied to the first transformer (1). The phase shift of the input voltage is 90 degrees relative to the applied voltage to the second transformer (101). The invention also relates to a method for producing a non-thermal atmospheric pressure plasma by means of at least one first piezoelectric transformer (1) and a second piezoelectric transformer (101).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生非热大气压等离子体的装置和方法
本专利技术涉及一种用于产生非热气压等离子体的装置和一种用于产生等离子体的方法。该装置尤其具有第一和第二压电变压器，在其输出侧产生高电位，该高电位可用于工艺气体的电离。由压电变压器产生的等离子体可以作用的体积原则上受限于压电变压器的输出侧前面的区域。特别是在工业应用中，通常需要处理较大的面积。与此相应地，应该为此使用多个压电变压器，它们应尽可能彼此靠近地布置，而在此不发生变压器的相互影响。
技术介绍
从EP1902599B1中已知，运行多个压电变压器，这些压电变压器以相互小的距离布置，这些压电变压器具有180°相移输入电压。然而，在此已经表明，由变压器产生的等离子体的相互消融是不可避免的。
技术实现思路
本专利技术的任务现在是说明一种用于产生非热大气压等离子体的改进的装置，其特别能够实现多个压电变压器以彼此小的距离来布置，而不发生变压器的相互影响。另一任务是说明一种用于产生非热大气压等离子体的改进方法。这些任务通过根据当前权利要求1的装置以及根据第二独立权利要求的方法来解决。提出了一种用于产生非热大气压等离子体的装置，该装置具有：第一压电变压器、第二压电变压器和控制电路。所述控制电路被设计用于将输入电压施加到每个压电变压器上，其中被施加到第一变压器上的输入电压相对于被施加到第二变压器上的输入电压相移90°。相移在此始终相对地说明。与此相应地，90°相移的说明可以考虑为为相移的量，除非明确地指明+90°的正相移或-90°的负相移。如果两个压电变压器以彼此90°相移的输入电压来运行，则等离子体产生始终在第一压电变压器中和在第二压电变压器中交替进行。以这种方式，可以避免两个变压器同时产生等离子体，由此两个等离子体产生将相互影响。通过用第一和第二变压器交替产生等离子体，整体上可以实现改进的等离子体产生率。第一和第二压电变压器可以彼此以小于5cm的距离来布置。变压器的小的距离由此能够实现在等离子体产生期间两个变压器不相互干扰。两个变压器彼此应具有至少5mm的距离。控制电路可以设计成使得施加到压电变压器上的输入电压分别具有相同的频率。否则，输入电压由于不同的频率将发散，使得在持续运行中不能遵守90°的相移。另外，在这种情况下会产生颤动和相应的颤动效应。通过变压器以相同频率控制的方式可以避免形成颤动。变压器可以通过磨削方法修整到相同的长度，并且因此调整到相同的谐振频率。替代地，为了控制变压器可以选择以下频率，该频率从装置的压电变压器的谐振频率的平均值得出。该装置还可以具有另外的压电变压器，其中控制电路可以被设计用于将输入电压施加到变压器上，使得施加到彼此直接相邻的变压器上的输入电压分别彼此相移90°。通过使用另外的压电变压器能够实现利用该装置处理大的面积，其中通过增加压电变压器的数量扩大了同时可处理的面积。压电变压器可以彼此平行地布置并形成唯一的行。压电变压器可以彼此平行布置并形成具有至少两行和至少两列的阵列。控制电路可以被设计用于将输入电压施加到变压器上，使得施加到在阵列的同一对角线上布置的变压器上的输入电压分别彼此相移0°。第一和第二压电变压器可以布置成使得它们的输出侧端面彼此面对。在此，待处理的对象、例如薄膜可以穿过在两个变压器的输出侧端面之间构造的间隙来引导。与此相应地，对象的两个彼此相对的表面可以同时加载由装置产生的等离子体。替代地或补充地，所述装置可以具有压电变压器的第一组和压电变压器的第二组，所述第一组具有第一压电变压器和另外的压电变压器，它们彼此平行地布置并形成唯一的行，所述第二组具有第二压电变压器和另外的压电变压器，它们彼此平行布置并形成唯一的行。压电变压器的第一组和压电变压器的第二组可以彼此面对地布置，其中控制电路被设计用于将输入电压分别施加到一行的变压器上，使得施加在彼此直接相邻的变压器上的输入电压分别彼此相移90°，并且此外施加在彼此面对的变压器上的输入电压分别彼此相移90°。替代地或补充地，所述装置可以具有压电变压器的第一组和压电变压器的第二组，所述第一组具有第一压电变压器和另外的压电变压器，它们彼此平行地布置并且形成具有至少两列和至少两行的阵列，所述第二组具有第二压电变压器和另外的压电变压器，它们彼此平行地布置并且形成具有至少两列和至少两行的阵列。压电变压器的第一组和压电变压器的第二组可以相互面对地布置，其中控制电路被设计用于将输入电压分别施加到变压器上，使得施加在彼此直接相邻的变压器上的输入电压分别彼此相移90°，施加到在阵列的同一对角线上布置的变压器上的输入电压分别彼此相移0°，并且此外施加在彼此面对的变压器上的输入电压分别彼此相移90°。根据另一方面，本专利技术涉及一种用于借助至少一个第一压电变压器和第二压电变压器来产生非热大气压等离子体的方法，其中在第一压电变压器上和在第二压电变压器上分别施加彼此相移90°的输入电压。该方法尤其可以用上述装置实施。与此相应地，结合该装置公开的每个功能和结构特征也可以适用于该方法。附图说明在下文中，参考附图更详细地解释本专利技术。图1以透视图示出了压电变压器。图2A至2C示出了利用两个压电变压器的等离子体产生，其中在图中，施加到变压器上的输入电压在其相移上分别彼此改变。图3和4示出了在变压器的输出侧端面处产生的输出电压的变化过程。图5示出了用于等离子体产生的装置，其中压电变压器以唯一的行来布置。图6示出了压电变压器阵列。图7示出了用于等离子体产生的装置，其中压电变压器彼此面对。具体实施方式图1以透视图示出了压电变压器1。压电变压器1尤其可以用在产生非热大气压等离子体的装置中。压电变压器1是一种基于压电现象并且与传统的磁变压器不同而是一种机电系统的谐振变压器的结构形式。压电变压器1例如是罗森型变压器。压电变压器1具有输入区域2和输出区域3，其中输出区域3在纵向方向z上邻接输入区域2。在输入区域2中，压电变压器1具有电极4，在该电极上可以施加交流电压。电极4在压电变压器1的纵向方向z上延伸。电极4在垂直于纵向方向z的堆叠方向x上与压电材料5交替堆叠。压电材料5在此沿堆叠方向x极化。电极4布置在压电变压器1的内部，并且也称为内部电极。压电变压器1具有第一侧面6和与第一侧面6相对的第二侧面7。在第一侧面6上布置有第一外电极8。在第二侧面7上布置有第二外电极（未示出）。内部电极4在堆叠方向x上与第一外电极8或第二外电极交替地电接触。另外，压电变压器1具有彼此相对的并垂直于第一侧面6和第二侧面7布置的第三侧面20和第四侧面21。第三和第四侧面20,21的面法线分别指向堆叠方向x。输入区域2可以用低交流电压驱动，该交流电压施加在电极4之间。由于压电效应，在输入侧施加的交流电压首先被转换成机械振荡。机械振动的频率在此主要取决于压电变压器1的几何形状和机械结构。输出区域3具有压电材料9并且没有内部电极。输出区域中的压电材料9沿纵向方向z极化。输出区域3的压电材料9可以是与输入区域2的压电材料5相同的材料，其中压电材料5和9可以在其极化方向上不同。在输出区域3中，压电材料9形成唯一的单片层，该单片层完全沿纵向方向z极化。在此，输出区域3中的压电材料9仅具有唯一的极化方向。如果在输入区域2中的电极4上施加交流电压，则在压电材料5、9内形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生非热大气压等离子体的装置，具有：第一压电变压器（1）、第二压电变压器（101）和被设计用于将输入电压施加到每个压电变压器（1、101）上的控制电路，其中施加到第一变压器（1）上的输入电压相对于施加到第二变压器（101）上的输入电压相移90°。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 DE 102016104490.31.一种用于产生非热大气压等离子体的装置，具有：第一压电变压器（1）、第二压电变压器（101）和被设计用于将输入电压施加到每个压电变压器（1、101）上的控制电路，其中施加到第一变压器（1）上的输入电压相对于施加到第二变压器（101）上的输入电压相移90°。2.根据前一权利要求所述的装置，其中第一和第二压电变压器（1、101）彼此以小于5厘米的距离来布置。3.根据前述权利要求之一所述的装置，其中所述控制电路被设计成使得施加到压电变压器（1、101）上的输入电压分别具有相同的频率。4.根据前述权利要求之一所述的装置，具有另外的压电变压器（201、301），其中所述控制电路被设计用于将输入电压施加到变压器（1、101、201、301）上，使得在直接彼此相邻的变压器（1、101）上施加的输入电压分别彼此相移90°。5.根据前一权利要求所述的装置，其中所述压电变压器（1、101、201、301）彼此平行布置并形成唯一的行。6.根据权利要求4所述的装置，其中所述压电变压器（1、101、201、301）彼此平行布置并形成具有至少两行和至少两列的阵列，以及所述控制电路被设计用于将输入电压施加到变压器（1、101、201、301）上，使得施加到在阵列的同一对角线上布置的变压器（1、301）上的输入电压分别彼此相移0°。7.根据权利要求1至4之一所述的装置，其中第一和第二压电变压器（1、101）被布置成...

【专利技术属性】
技术研发人员：M魏尔古尼，P库德拉，
申请(专利权)人：埃普科斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE